米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 化学;冶金 -> ミノルタ株式会社

発明の名称 記録用インク
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−40256(P2001−40256A)
公開日 平成13年2月13日(2001.2.13)
出願番号 特願平11−298143
出願日 平成11年10月20日(1999.10.20)
代理人 【識別番号】100087572
【弁理士】
【氏名又は名称】松川 克明
【テーマコード(参考)】
2C056
2H086
4J039
【Fターム(参考)】
2C056 FC01 
2H086 BA53 BA55 BA59
4J039 AB01 AD03 AD04 AD09 AD10 AD12 AE07 BA04 BC17 BC39 BC60 BE01 BE03 BE04 BE06 CA03 CA06 EA15 EA16 EA17 EA19 EA41 EA42 EA43 EA44
発明者 藤井 義則 / 野崎 千代志 / 上田 昇
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 少なくとも色材と水性媒体とを含む記録用インクにおいて、スターポリマーを含有させたことを特徴とする記録用インク。
【請求項2】 請求項1に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーが、核となる分子に直鎖状になった複数の親水性の分子鎖が結合されてなることを特徴とする記録用インク。
【請求項3】 請求項1又は2に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーにおける核となる分子が、3以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール類、3以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類、少なくとも1以上の活性水素をもつアミノ基を3以上有する多価アミン類、3以上のメルカプト基を有する多価チオール類から選択される分子であることを特徴とする記録用インク。
【請求項4】 請求項3に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーにおける核となる分子に対して、少なくとも開環重合されたエチレンオキサイドを含む分子鎖が結合されたスターポリマーを用いたことを特徴とする記録用インク。
【請求項5】 請求項1又は2に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーにおける核となる分子に3以上のメルカプト基を有する多価チオール類を用い、この核となる分子に対してラジカル重合性モノマーがラジカル重合されてなるスターポリマーを用いたことを特徴とする記録用インク。
【請求項6】 請求項5に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーの核となる3以上のメルカプト基を有する分子が、下記の化1に示す構造式(1)又は(2)に示される分子であることを特徴とする記録用インク。
【化1】

なお、上記の化1中、nは3以上の整数、Rは3価以上の有機残基であり、Yは下記の化2に示す基から選択される基、Zは置換基を有していてもよいアルキレン基及び下記の化3に示す基から選択される基である。
【化2】

なお、上記の化2中、R’及びR”は、水素,アルキル基,アラルキル基,アリール基から選択される基である。
【化3】

なお、上記の化3中、mは2以上の整数である。
【請求項7】 請求項1〜6の何れか1項に記載した記録用インクにおいて、上記のスターポリマーの他に環状多糖類を含有させたことを特徴とする記録用インク。
【請求項8】 請求項7に記載した記録用インクにおいて、上記の環状多糖類として、環状デキストリン又はその誘導体を含有させたことを特徴とする記録用インク。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット記録装置等に使用される記録用インクに係り、特に、この記録用インクをインクジェット記録装置のインク吐出ヘッド等から紙等の記録媒体上に吐出させて画像を形成する場合に、この記録用インクがインク吐出ヘッド等から安定して吐出されるようにした点に特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、インクジェット記録装置等に使用される記録用インクとしては、油性の記録用インクの他に、取り扱いの容易性や安全性等の面から水性の記録用インクが広く用いられていた。
【0003】ここで、水性の記録用インクとしては、着色剤に染料を用い、この染料を水性媒体中に溶解させたものや、着色剤にカーボンブラック等の顔料を用い、この顔料を水性媒体中に分散させたものが一般に使用されている。
【0004】そして、このような水性の記録用インクにおいては、記録媒体に対するインクの定着性や水性媒体中における顔料の分散安定性等を向上させるため、従来より、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂に親水性のポリエチレングリコール等を共重合させた親水性樹脂を添加することが行われている。
【0005】しかし、上記のような親水性樹脂を記録用インクに添加させると、この親水性樹脂が凝集して、記録用インクがインク吐出ヘッドに目詰まりしたり、記録用インクの粘度が上昇して、インクの吐出性が悪くなる等の問題があり、また従来の記録用インクの場合、一般に記録媒体の表面に色材が十分に定着されず、形成される画像の画像濃度を十分に高めることができないという問題もあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、記録用インクにおける上記のような問題を解決することを課題とするものであり、記録用インクをインク記録装置のインク吐出ヘッド等から紙等の記録媒体上に吐出して画像を形成する場合において、この記録用インクがインク吐出ヘッド等から安定して吐出されるようにし、またこの記録用インクにおける色材が記録媒体の表面に十分に定着されて、十分な画像濃度を有する画像が得られるようにすることを課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明における記録用インクにおいては、上記のような課題を解決するために、少なくとも色材と水性媒体とを含む記録用インクにおいて、スターポリマーを含有させるようにしたのである。
【0008】そして、この発明における記録用インクのようにスターポリマーを含有させると、このスターポリマーにより、記録用インクの記録媒体に対する定着性や、水性媒体中における顔料の分散安定性等が向上すると共に、長い鎖状のポリマーを含有させる場合に比べて、水性媒体に対するポリマーの溶解性が向上すると共に、記録用インクの粘度が高くなるのが抑制され、この記録用インクがインク吐出ヘッドから安定して吐出されるようになる。
【0009】ここで、上記のスターポリマーを記録用インクに含有させるにあたり、その量が少ないと、記録用インクの記録媒体に対する定着性や、水性媒体中における顔料の分散安定性等が十分に向上されなくなる一方、その量が多くなり過ぎると、記録用インクの粘度が高くなって、この記録用インクがインク吐出ヘッド等に目詰まりしやすくなるため、記録用インクに含有させるスターポリマーの量を0.5〜15重量%、好ましくは1〜10重量%、より好ましくは1〜8重量%の範囲になるようにする。
【0010】また、この発明における記録用インクにおいて、上記のスターポリマーとしては、請求項2に示すように、核となる分子に直鎖状になった複数の親水性の分子鎖が結合されたものを用いることができる。
【0011】ここで、上記のスターポリマーの核となる分子としては、請求項3に示すように、下記の化4の(a)に示すような3以上のヒドロキシル基を有する多価アルコール類、化4の(b)に示すような3以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸類、化4の(c)に示すような少なくとも1以上の活性水素をもつアミノ基を3以上有する多価アミン類、3以上のメルカプト基を有する多価チオール類から選択される分子を用いることができる。
【0012】
【化4】

なお、上記の化4中、nは3以上の整数、Rは3価以上の有機残基である。
【0013】そして、前記の構造式(a)に示される核となる分子としては、例えば、下記の化5における化学式(a1)〜(a9)に示す1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、D−アラビトール、L−アラビトール、キシリトール、アドニトール、ズルシトール、グリセリンの他、L−イジトール、D−マンニトール、D−ソルビトール等の多価アルコールや、下記の化6〜化9における化学式(a10)〜(a27)に示すような多価フェノールや、化9における化学式(a28)に示すようなアルコールとフェノールとが一緒になったもの等を用いることができる。
【0014】
【化5】

【0015】
【化6】

【0016】
【化7】

【0017】
【化8】

【0018】
【化9】

【0019】また、前記の構造式(b)に示される核となる分子としては、例えば、下記の化10における化学式(b1)〜(b8)に示すような多価カルボン酸を用いることができる。
【0020】
【化10】

【0021】また、前記の構造式(c)に示される核となる分子としては、例えば、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,2−エチレンジアミン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)−ピペラジン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ビス(3−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)−1,4−ブタンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ニトリロトリスエチルアミン、N,N’−(ジアミノエチル)ピペラジン、ピペラジニルエチルエチレンジアミン、アミノエチルトリエチレンテトラミン、アミノエチルピペラジニルエチルエチレンジアミン、ピペラジニルエチルジエチレントリアミン、ペンタエチレンヘキサミンや、下記の化11における化学式(c1)〜(c3)に示すような多価アミンを用いることができる。
【0022】
【化11】

【0023】一方、上記のような核となる分子に直線状になった親水性の分子鎖を結合させてスターポリマーを得るにあたっては、請求項4に示すように、上記の核となる分子に対して、少なくとも開環重合させたエチレンオキサイドを含む分子鎖を結合させるようにすることができ、またこのエチレンオキサイドとそれ以外の環状エーテルや環状イミンや環状アミドやラクトン類やラクタム類とを共重合させたものを結合させることもできる。
【0024】また、上記の分子鎖の親水性を高めるため、この分子鎖に親水性の官能基を結合させることが好ましく、このような官能基としては、例えば、OH、COO-+ 、SO3 - + 、PO3 2 、PO3 HNa、PO3 Na2 、N+ 1 23 - 、N+ 1 2 YCOO- 、N+ 1 2 YSO3-等を結合させるようにする。ここで、上記の官能基中において、Mは水素,アルカリ金属,HN+ 4 5 6 から選択される基、Yはアルキル基又はこれに置換基が結合された基、R1 ,R2 ,R3 は水素、炭素数が8以下のアルキル基,アラルキル基及びアリール基から選択される基で、R1 ,R2 ,R3 は同じ基であっても異なる基であってもよく、また互いに結合して環構造を形成してもよい。さらに、上記のMにおけるR4 ,R5 ,R6 は水素、炭素数が8以下のアルキル基,アラルキル基及びアリール基から選択される基で、R4 ,R5 ,R6 は同じ基であっても異なる基であってもよく、また互いに結合して環構造を形成してもよい。
【0025】また、請求項5に示すように、スターポリマーにおける核となる分子に3以上のメルカプト基を有する多価チオール類を用いると、この核となる分子に、ラジカル重合性モノマーをラジカル重合させることにより、核となる分子に対して直線状になった分子鎖が結合されたスターポリマーを簡単に得ることができるようになる。
【0026】そして、上記のスターポリマーの核となる3以上のメルカプト基を有する分子としては、請求項6に示すように、前記の化1に示す構造式(1)又は(2)のものを用いることができる。
【0027】ここで、化1における構造式(1)又は(2)に示すような3以上のメルカプト基を有する分子は、前記の化4に示す構造式(a)〜(c)のものや、下記の化12に示す構造式(d)〜(g)のものを用いて合成することができる。
【0028】
【化12】

なお、上記の化12中、nは3以上の整数、Rは3価以上の有機残基であり、Xはハロゲンである。
【0029】そして、前記の構造式(d)に示される核となる分子としては、例えば、下記の化13における化学式(d1)〜(d4)に示すような多価イソシアナト化合物を用いることができる。
【0030】
【化13】

【0031】また、前記の構造式(e)に示される核となる分子としては、例えば、下記の化14における化学式(e1)に示すような多価イソチオシアナト化合物を用いることができる。
【0032】
【化14】

【0033】また、前記の構造式(f)に示される核となる分子としては、例えば、前記の構造式(c)に示した多価アミンにCOCl2 を反応させて得たもの等を用いることができる。なお、前記の構造式(f)におけるXはハロゲンであればよいが、このXが塩素であることがより好ましい。
【0034】また、前記の構造式(g)に示される核となる分子としては、例えば、下記の化15における化学式(g1)〜(g3)に示すようなものを用いることができる。
【0035】
【化15】

【0036】ここで、前記の化1における構造式(1)に示すような3以上のメルカプト基を有する分子を得るにあたっては、前記の化4及び化12に示す構造式(a)〜(g)のものを用いて公知の方法で製造することができ、例えば、「実験化学講座 日本化学会編 丸善」に示されているような方法を用いることができ、下記の化16に示す(A),(B1),(B2)の方法で合成することができる。
【0037】
【化16】

【0038】ここで、上記の化16の(A)に示すB−Y−Xとしては、例えば、X’−Y−X、H2 N−Y−X、HO−Y−X、HOOC−Y−X等の構造式で示されるものを用いることができる。なお、上記のX’はハロゲンであり、Xと同じであっても、異なっていてもよい。
【0039】また、上記の化16の(B1),(B2)に示すB’−Y’−CH=CH2 としては、例えば、X−Y’−CH=CH2 、H2 N−Y’−CH=CH2 、HO−Y’−CH=CH2 、HOOC−Y’−CH=CH2 等の構造式で示されるものを用いることができる。
【0040】ここで、上記の構造式X−Y’−CH=CH2 に示されるものとしては、例えば、下記の化17に示すようなものを用いることができる。
【0041】
【化17】

【0042】また、上記の構造式H2 N−Y’−CH=CH2 に示されるものとしては、例えば、下記の化18に示すようなものを用いることができる。
【0043】
【化18】

【0044】また、上記の構造式HO−Y’−CH=CH2 に示されるものとしては、例えば、下記の化19に示すようなものを用いることができる。
【0045】
【化19】

【0046】また、上記の構造式HOOC−Y’−CH=CH2 に示されるものとしては、例えば、下記の化20に示すようなものを用いることができる。
【0047】
【化20】

【0048】また、上記のようなスターポリマーの核となる3以上のメルカプト基を有する分子に対し、ラジカル重合させて分子鎖を形成するラジカル重合性モノマーとしては、例えば、下記の化21に示すような水溶性のラジカル重合性モノマー等を1種又は2種以上組み合わせて用いることができる。
【0049】
【化21】

【0050】また、上記のような水溶性のラジカル重合性モノマーの水溶性を損なわない程度において、例えば、下記の化22に示すような他のラジカル重合性モノマー等を1種又は2種以上組み合わせて用いることもできる。
【0051】
【化22】

【0052】そして、前記のようなスターポリマーの核となる3以上のメルカプト基を有する分子に対して上記のようなラジカル重合性モノマーをラジカル重合させてスターポリマーを得るにあたっては、上記のラジカル重合性モノマーを水又は有機溶媒に溶解させ、これにラジカル重合開始剤を加えて上記の3以上のメルカプト基を有する分子にラジカル重合させるようにする。
【0053】また、この発明における記録用インクにおいては、請求項7に示すように、上記のような様々なスターポリマーの他に環状多糖類を含有させるようにすることが好ましい。
【0054】そして、このように記録用インクにスターポリマーの他に環状多糖類を含有させると、インクの表面エネルギーや粘度等を大きく変化させることなく、十分な画像濃度を有する画像が得られるようになる。なお、環状多糖類を含有させることによって十分な画像濃度を有する画像が得られるようになるのは、上記の環状多糖類が記録媒体におけるセルロースと類似した構造を有しており、これによりインクに含まれる色材が記録媒体の表面に適切に定着されるようになるためであると考えられる。
【0055】ここで、上記の環状多糖類としては、請求項8に示すように、下記の化23に示すような環状デキストリンやその誘導体を用いることができる。なお、環状デキストリンの誘導体におけるR7 は特に限定されないが、例えば、−COCH3,−CH2 COONa,−CH2 CH2 NH2 等が挙げられる。
【0056】
【化23】

【0057】また、上記のような環状多糖類を記録用インクに含有させるにあたり、その量が少ないと、この記録用インクによって形成される画像の画像濃度が十分に向上されなくなる一方、その量が多くなり過ぎると、記録用インクの粘度が高くなって、この記録用インクがインク吐出ヘッド等に目詰まりしやすくなるため、記録用インクに含有させる環状多糖類の量を0.1〜20重量%、好ましくは1〜10重量%の範囲になるようにする。
【0058】また、この発明における記録用インクにおいて使用する水性媒体としては、水を単独で用いるようにする他に、水と水性の有機溶媒との混合溶媒等を用いることができる。
【0059】そして、上記の水性の有機溶媒としては、インクの乾燥性を高めて、記録媒体へのインクの定着を速めるため、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の炭素数1〜5の脂肪族アルコール等を用いることができ、好ましくは、炭素数1〜3の脂肪族アルコールを用いるようにする。
【0060】また、上記の水性媒体中に添加させる色材としては、従来より一般に使用されている公知の酸性染料,直接染料,反応性染料等の水溶性染料、油溶性染料、顔料を用いることができる。
【0061】そして、上記の染料としては、例えば、C.I.アシッドイエロー17,23,42,44,79,142;C.I.アシッドレッド1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,87,89,92,97,106,111,114,115,186,249,254,289;C.I.アシッドブルー9,29,45,92,249;C.I.アシッドブラック1,2,7,24,26,94;C.I.ダイレクトイエロー1,12,24,26,33,44,50,86,120,142,144;C.I.ダイレクトレッド1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,89,225,227;C.I.ダイレクトブルー1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,98,163,165,199,202;C.I.ダイレクトブラック19,22,32,38,51,56,71,74,75,77,168,171;C.I.ベーシックイエロー1,2,11,13,14,15,19,21,23,24,28,29,32,36,40,41,45,49,53,63,64,65,67,70,73,77,87,91;C.I.ベーシックレッド2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,35,36,38,39,46,49,51,52,68,70,73,78,82,102,104,109,112;C.I.ベーシックブルー1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,54,62,65,66,67,69,75,77,89,92,93,105,117,120,122,124,129,137,141,155;C.I.ベーシックブラック2,8;C.I.リアクティブイエロー1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67;C.I.リアクティブレッド1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,66,74,79,96,97;C.I.リアクティブブルー1,2,7,14,15,23,32,35,38,41,63,80,95;C.I.リアクティブブラック3,4,7,11,12,17等を使用することができる。
【0062】また、上記の顔料としては、アゾ系,フタロシアニン系,アントラキノン系,キナクリドン系,ジオキサジン系,インジゴ系,チオインジゴ系,ペリレン系,アニリンブラック,アゾメチン系,ロータミンBレーキ系,カーボンブラック,表面修飾によって水分散性が高められたカーボンブラック等を使用することができ、具体的には、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,13,16,83,93,95,151,154,180;C.I.ピグメントレッド5,7,12,48,57,112,122;C.I.ピグメントブルー1,2,3,15:3,16等が用いられる。
【0063】ここで、上記のような色材を水性媒体中に添加させる量については、その量があまり少ないと、インクに十分な色彩が付与されない一方、その量が多くなりすぎると、色材の溶解,分散が十分に行えなくなるため、一般に、記録用インク中に色材を0.1〜20重量%の範囲で加えるようにする。
【0064】また、この発明における記録用インクの特性を向上させるため、例えば、粘度調整剤、表面張力調整剤、pH調整剤、保湿剤、キレート剤、浸透剤、防カビ剤、速乾剤、安定剤、定着剤等を加えることが好ましい。
【0065】ここで、粘度調整剤は、インクの粘度を調整してインクの吐出性を向上させると共に、普通紙等の記録媒体へのインクの浸透性を調整するために用いられ、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類を用いることができ、特に、ポリエチレングリコールを用いることが好ましい。そして、このような粘度調整剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0〜10重量%、好ましくは0.1〜8重量%、より好ましくは1〜5重量%の範囲になるようにする。
【0066】また、表面張力調整剤は、インクの表面張力を整えてインクの吐出性を向上させると共に、記録媒体へのインクの浸透性を調整するために用いられ、例えば、ノニオン系の界面活性剤や、シリコン系,フッ素系,アセチレン系等の各種の界面活性剤や、アニオン系,カチオン系の界面活性剤等を用いることができ、好ましくはノニオン系の界面活性剤を用いるようにする。そして、この表面張力調整剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.1〜5重量%、好ましくは0.1〜3重量%、より好ましくは0.2〜1重量%の範囲になるようにする。
【0067】また、pH調整剤は、インクのpHを適切な状態に保ち、pHの変化によって顔料の分散安定性が低下するのを抑制するために用いられ、例えば、NaHCO3 ,Na2 4 7 ,Na2 CO3 ,KHCO3 ,K2 CO3 ,NaOH,CH3 COONa,N(CH2 CH2 OH)3 等を用いることができ、特に、NaHCO3 を用いることが好ましい。そして、このようなpH調整剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.1〜1重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%、より好ましくは0.2〜0.5重量%の範囲になるようにする。
【0068】また、保湿剤は、水系媒体の主成分である水の蒸発によってインクの濃度や粘度等が変化して、インクの吐出安定性が低下するのを防止するために用いられ、例えば、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール200、ジプロピレングリコール、2,2’−チオジエタノール、1,2,6−ヘキサントリオール等のアルキレングリコール類;1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−(メトキシメトキシ)エタノール、2−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類等を用いることができ、特に、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン等を用いることが好ましい。そして、このような保湿剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が1〜10重量%、好ましくは3〜10重量%、より好ましくは5〜8重量%の範囲になるようにする。
【0069】また、キレート剤は、インク中に存在する金属イオンを捕捉し、金属イオンによってカーボンブラックの分散安定性が失われるのを防止するために用いられるものであり、例えば、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸、ニトリル三酢酸ナトリウム、ヒドロオキシエチルエチレンジアミン三酢酸ナトリウム、ジエチレントリアミン五酢酸ナトリウム、ウラミル二酢酸ナトリウム等を用いることができる。そして、このようなキレート剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.1〜1重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%、より好ましくは0.2〜0.5重量%の範囲になるようにする。
【0070】また、浸透剤は、インクの記録媒体への浸透性を高めるために用いられるものであり、例えば、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールの低級アルキネエーテル類等を用いることができる。そして、このような浸透剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が1〜10重量%、好ましくは3〜10重量%、より好ましくは4〜8重量%の範囲になるようにする。
【0071】また、防カビ剤は、インク中においてカビ等が発生するのを防止するために用いられるものであり、例えば、チアベンゾール(メルク社製),メルガール(ヘキスト社製)等のイミダゾール系のものや、プロキセル(ゼネカ社製)、アモルデン(大和化学工業社製)等のイソチアゾリン系のものや、プレベントールシリーズ(バイエル社製)、ソヂウムオマジン、ジオキシン、ジヒドロ酢酸ナトリウム、水ガラス等を用いることができる。そして、このような防カビ剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.01〜0.5重量%、好ましくは0.05〜0.4重量%、より好ましくは0.1〜0.4重量%の範囲になるようにする。
【0072】また、速乾剤は、インクが記録媒体に付着した後、インクが速やかに乾いたり浸透したりして、他の記録媒体にインクが付着して汚れるのを防止するために用いられるものであり、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール等の低級アルコール類等が用いられる。
【0073】また、安定剤は、水系媒体中において顔料の分散安定性が低下するのを防止するために用いられるものであり、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類;2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン,スルホラン,ジメチルサルフォキサイド,ε−カプロラクタム等の環状アミド化合物;スクシンイミド等のイミド化合物;ホルムアミド、ソルビット、1,3−ビス(β−ヒドロキシエチル)ウレア等が用いられ、好ましくはトリエタノールアミンを用いるようにする。そして、このような安定剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.1〜1重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%、より好ましくは0.2〜0.5重量%の範囲になるようにする。
【0074】また、定着剤は、インクの記録媒体への定着性を向上させるものであり、例えば、水溶性のポリエステル類、ポリウレタン類、ポリアミド類、ポリイミド類、ポリアクリル類、ポリビニルアルコール類等が用いられ、好ましくは、ポリ(メタ)アクリル酸エステル類を用いるようにする。そして、このような定着剤をインクに添加させるにあたっては、その添加量が0.1〜15重量%、好ましくは1〜10重量%、より好ましくは4〜8重量%の範囲になるようにする。
【0075】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る記録用インクについて具体的に説明すると共に、この実施例に係る記録用インクが優れた吐出安定性を有することを比較例を挙げて明らかにする。
【0076】(実施例1)この実施例1においては、記録用インク中に含有させるスターポリマーを得るにあたり、このスターポリマーの核となる分子として、前記の化6の構造式(a11)に示した多価フェノールの1,3,5−トリヒドロキシベンゼンを用いる一方、この核となる分子に結合させる分子鎖を形成する化合物にエチレンオキサイドを用い、これらをオートクレーブ中において、高分子実験学(高分子学会編)に記載されている常法によって重合させてスターポリマーを得た。
【0077】そして、上記のようにして得たスターポリマーを5重量%、カーボンブラック分散液(CABOT社製:CAB−O−JET 300)を5重量%、グリセリンを19重量%、トリエタノールアミンを1重量%、蒸留水を70重量%の割合にして、これらを室温で3時間混合撹拌した後、ホモジナイザーで粒径を整え、0.65μmのメンブレンフィルタで加圧濾過して、実施例1の記録用インクを得た。
【0078】(実施例2〜4)これらの実施例2〜4においては、記録用インク中に含有させるスターポリマーを得るにあたり、上記の実施例1において使用したスターポリマーの核となる分子だけを変更し、実施例2においては、前記の化5の構造式(a1)に示した多価アルコールの1,1,1−トリス(ヒドロキシメチル)エタンを、実施例3においては前記の化10の構造式(b1)に示した多価カルボン酸のベンゼン−1,3,5−トリカルボン酸を、実施例4においては多価アミンのN,N’−ビス(3−アミノプロピル)−エチレンジアミンを用い、それ以外については、上記の実施例1の場合と同様にして、これらの核となる分子に前記のエチレンオキサイドを重合させて、各スターポリマーを得た。
【0079】そして、このようにして得た各スターポリマーを用い、上記の実施例1の場合と同様にして、実施例2〜4の各記録用インクを調製した。
【0080】(比較例1)比較例1においては、記録用インクを調製するにあたり、スターポリマーを添加させずに、カーボンブラック分散液(CABOT社製:CAB−O−JET300)を5重量%、グリセリンを19重量%、トリエタノールアミンを1重量%、蒸留水を75重量%の割合にし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして、比較例1の記録用インクを得た。
【0081】次に、上記の実施例1〜4及び比較例1の各記録用インクをそれぞれ市販のインクジェットプリンター(エプソン社製:MJ−510C)用のインクカートリッジに入れて、上記のインクジェットプリンターに装着し、1時間の連続印字を行った後、このインクジェットプリンターの電源を切り、30日後に再び1時間の連続印字を行い、30日後の印字時における印字画像の欠けを調べ、これらの各記録用インクにおけるノズルからの吐出安定性を評価した。
【0082】ここで、各記録用インクの吐出安定性の評価においては、30日後においても初期の印字画像と変わらず印字画像に欠けが見当たらない場合を◎、30日後の印字による印字画像における欠けが殆ど目立たない場合を○、30日後の印字による印字画像において欠けが生じるが、ノズルのクリーニングを繰り返すことにより印字画像における欠けが殆ど目立たなくなる程度に回復する場合を△、ノズルのクリーニングを繰り返しても30日後の印字による印字画像欠けが生じて回復しない場合を×として下記の表1に示した。
【0083】
【表1】

【0084】この結果から明らかなように、インク中にスターポリマーを含有させた実施例1〜4の各記録用インクは、インク中にスターポリマーを含有させなかった比較例1の記録用インクに比べてインクの吐出安定性が向上していた。
【0085】(実施例5)この実施例5においては、上記の実施例1と同じスターポリマーを用いると共に、環状多糖類としてα−シクロデキストリン(Aldrich社製)を用いるようにした。
【0086】ここで、この実施例5においては、カーボンブラック分散液を調製するにあたり、カーボンブラック(デグサ社製:Printex90)が20重量%、分散剤としてSolsperse20000(ゼネカ社製)が3重量%、ジョンクリル63(ジョンソンポリマー社製)が6重量%の割合になった分散液を調製し、粒径0.3mmのジルコニアビーズを3.8kg充填したダブルシリンダーパールミル(ドライヴェルケ社製:DCP−SF12)を用い、上記の分散液を1kwの電力で1時間,2kwの電力で1時間,さらに3kwの電力で1時間連続して粉砕,分散させ、カーボンブラックが20重量%含有されたカーボンブラック分散液を調製した。
【0087】そして、インクを調製するにあたっては、上記の実施例1と同じスターポリマーを5重量%、上記のカーボンブラック分散液を25重量%、グリセリンを20重量%、蒸留水を48重量%、上記のα−シクロデキストリンを2重量%の割合にして、これらを室温で3時間混合撹拌した後、ホモジナイザーで粒径を整え、0.65μmのメンブレンフィルタで加圧濾過して記録用インクを得た。
【0088】(実施例6)この実施例6においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、上記のα−シクロデキストリンの量を1重量%、蒸留水の量を49重量%に変更し、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0089】(実施例7)この実施例7においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、上記のα−シクロデキストリンの量を10重量%、蒸留水の量を40重量%に変更し、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0090】(実施例8)この実施例8においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、環状多糖類として、上記のα−シクロデキストリンに代えてβ−シクロデキストリン(Aldrich社製)を使用し、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0091】(実施例9)この実施例9においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、環状多糖類として、上記のα−シクロデキストリンに代えてγ−シクロデキストリン(Aldrich社製)を使用し、このγ−シクロデキストリンの量を10重量%にすると共に蒸留水の量を40重量%にし、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0092】(実施例10)この実施例10においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、環状多糖類として、上記のα−シクロデキストリンに代えてヒドロキシエチル−β−シクロデキストリンを使用し、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0093】(実施例11)この実施例11においては、上記の実施例5において使用した実施例1の場合と同じスターポリマーに代えて、前記の実施例2の場合と同じスターポリマーを用いるようにし、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0094】(実施例12)この実施例12においては、上記の実施例5において使用した実施例1の場合と同じスターポリマーに代えて、前記の実施例3の場合と同じスターポリマーを用いるようにし、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0095】(実施例13)この実施例13においては、上記の実施例5において使用した実施例1の場合と同じスターポリマーに代えて、前記の実施例4の場合と同じスターポリマーを用いるようにし、それ以外は、上記の実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0096】(実施例14)この実施例14においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、環状多糖類であるα−シクロデキストリンを加えないようにすると共に蒸留水の量を50重量%にし、それ以外は、実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0097】(比較例2)この比較例2においては、上記の実施例5におけるインクの調製において、実施例1と同じスターポリマー及び環状多糖類のα−シクロデキストリンを加えないようにすると共に蒸留水の量を55重量%にし、それ以外は、実施例5の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0098】そして、上記のようにして得た実施例5〜14及び比較例2の各記録用インクについても、前記の実施例1〜4及び比較例1の場合と同様にして、各記録用インクにおけるノズルからの吐出安定性を評価し、またこれらの各記録用インクを前記のインクジェットプリンターから市販の記録紙(ミノルタ社製:EPペーパー)に吐出させて25mm×25mmのベタ印字を行い、この印字部分における反射濃度を光学濃度計(X−Rite社製:310TR濃度計)により測定し、これらの結果を下記の表2に示した。
【0099】
【表2】

【0100】この結果、前記の実施例1〜4及び比較例1の場合と同様に、インク中にスターポリマーを含有させた実施例5〜14の各記録用インクは、インク中にスターポリマーを含有させなかった比較例2の記録用インクに比べて、インクの吐出安定性が向上すると共に、記録紙上に印字されたベタ画像の反射濃度も高くなっていた。
【0101】また、実施例5〜14の各記録用インクを比較した場合、インク中にスターポリマーと共に環状多糖類を含有させた実施例5〜13の各記録用インクは、環状多糖類を含有させなかった実施例14の記録用インクに比べて、記録紙上に印字されたベタ画像の反射濃度がさらに高くなっていた。
【0102】(実施例15)この実施例15においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化24に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドを用いるようにした。
【0103】
【化24】

【0104】そして、上記の核となる分子と上記のラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0105】また、この実施例15においては、前記の実施例5の場合と同様にして調製したカーボンブラックが20重量%含有されたカーボンブラック分散液を用いるようにした。
【0106】そして、このカーボンブラック分散液を5重量%、上記のスターポリマーを5重量%、プロピレングリコールを10重量%、炭酸水素ナトリウムを0.2重量%、プロキセル(Proxel)を0.3重量%、蒸留水を79.5重量%の割合にして、これらを室温で3時間混合撹拌した後、ホモジナイザーで粒径を整え、0.65μmのメンブレンフィルタで加圧濾過して記録用インクを得た。
【0107】(実施例16〜26)これらの実施例16〜26においては、上記の実施例15の場合と、使用するスターポリマーだけを変更し、それ以外は、実施例15の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0108】ここで、実施例16においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化25に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してこのラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0109】
【化25】

【0110】実施例17においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化26に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドとヒドロキシエチルアクリレートとを用い、上記の核となる分子とN,N−ジメチルアクリルアミドとヒドロキシエチルアクリレートとのモル比を1:5:5にし、核となる分子に対してこれらのラジカル重合性モノマーを共重合させてスターポリマーを得た。
【0111】
【化26】

【0112】実施例18においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化27に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドとヒドロキシエチルメタクリレートとを用い、上記の核となる分子とN,N−ジメチルアクリルアミドとヒドロキシエチルメタクリレートとのモル比を1:9:1にし、核となる分子に対してこれらのラジカル重合性モノマーを共重合させてスターポリマーを得た。
【0113】
【化27】

【0114】実施例19においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化28に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーに下記の化29に示す両性イオンを有するアクリルアミドを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してこのラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0115】
【化28】

【0116】
【化29】

【0117】実施例20においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化30に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにアクリル酸を用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してこのラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0118】
【化30】

【0119】実施例21においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、下記の化31に示す3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにアクリロイルモルフォリンを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してこのラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0120】
【化31】

【0121】実施例22においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、前記の化24及び化25に示した2種類の3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこれらの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドを用い、化24に示した核となる分子と化25に示した核となる分子とラジカル重合性モノマーとのモル比を0.5:0.5:10にし、この2種類の核となる分子に対してそれぞれ上記のラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0122】実施例23においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、前記の化28に示した3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにアクリル酸ナトリウムを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:10にし、核となる分子に対してこのラジカル重合性モノマーを重合させてスターポリマーを得た。
【0123】実施例24においては、スターポリマーを得るにあたり、その核となる分子として、前記の化24に示した3以上のメルカプト基を有する分子を用い、またこの核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにアクリロイルモルフォリンとスチレンとを用い、上記の核となる分子とアクリロイルモルフォリンとスチレンとのモル比を1:9:1にし、核となる分子に対してこれらのラジカル重合性モノマーを共重合させてスターポリマーを得た。
【0124】実施例25においては、スターポリマーを得るにあたり、上記の実施例15の場合と同様に、その核となる分子に前記の化24に示した3以上のメルカプト基を有する分子を用いると共に、この核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーとしてN,N−ジメチルアクリルアミドを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:20に変更させて、スターポリマーを得た。
【0125】実施例26においては、スターポリマーを得るにあたり、上記の実施例15の場合と同様に、その核となる分子に前記の化24に示した3以上のメルカプト基を有する分子を用いると共に、この核となる分子にラジカル重合させるラジカル重合性モノマーにN,N−ジメチルアクリルアミドを用い、上記の核となる分子とこのラジカル重合性モノマーとのモル比を1:30に変更させて、スターポリマーを得た。
【0126】(実施例27)この実施例27においては、上記の実施例15と同じスターポリマーを用いるようにし、インクを調製するにあたって、このスターポリマーの量を2.5重量%、蒸留水の量を82重量%にし、それ以外は、上記の実施例15の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0127】(実施例28)この実施例28においては、上記の実施例15と同じスターポリマーを用いるようにし、インクを調製するにあたって、このスターポリマーの量を7.5重量%、蒸留水の量を77重量%にし、それ以外は、上記の実施例15の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0128】(実施例29)この実施例29においては、上記の実施例20の場合と同じスターポリマーを用い、インクを調製するにあたって、環状多糖類のα−シクロデキストリンを加えるようにし、上記のスターポリマーの量を5重量%、α−シクロデキストリンの量を5重量%、蒸留水の量を74.5重量%にし、それ以外は、上記の実施例15の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0129】(比較例3)この比較例3においては、上記の実施例15におけるインクの調製において、スターポリマーを加えないようにすると共に蒸留水の量を84.5重量%にし、それ以外は、実施例15の場合と同様にして記録用インクを得た。
【0130】そして、上記のようにして得た実施例15〜29及び比較例3の各記録用インクについても、前記の実施例1〜4及び比較例1の場合と同様にして、各記録用インクにおけるノズルからの吐出安定性を評価すると共に、前記の実施例5〜14及び比較例2の場合と同様にして、印字部分における反射濃度を測定し、これらの結果を下記の表3に示した。
【0131】
【表3】

【0132】この結果、前記の実施例1〜4及び比較例1の場合と同様に、インク中にスターポリマーを含有させた実施例15〜29の各記録用インクは、インク中にスターポリマーを含有させなかった比較例3の記録用インクに比べて、インクの吐出安定性が向上すると共に、記録紙上に印字されたベタ画像の反射濃度も高くなっていた。
【0133】また、同じスターポリマーを用いた実施例20の記録用インクと実施例29の記録用インクとを比較した場合、インク中にスターポリマーと共に環状多糖類を含有させた実施例29の記録用インクは、環状多糖類を含有させなかった実施例20の記録用インクに比べて、記録紙上に印字されたベタ画像の反射濃度が高くなっていた。
【0134】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明における記録用インクにおいては、少なくとも色材と水性媒体とを含む記録用インクにおいて、スターポリマーを含有させるようにしたため、このスターポリマーにより、記録用インクの記録媒体に対する定着性や、水性媒体中における顔料の分散安定性等が向上すると共に、インク中に長い鎖状のポリマーを含有させる場合に比べて、水性媒体に対するポリマーの溶解性が向上すると共に、記録用インクの粘度が高くなるのが抑制された。
【0135】この結果、この発明における記録用インクをインクジェット記録装置のインク吐出ヘッド等から紙等の記録媒体上に吐出させて画像を形成する場合に、この記録用インクがインク吐出ヘッド等に目詰まするのが防止されると共に、記録用インクの粘度が上昇してインクの吐出性が悪くなるということもなく、この記録用インクがインク吐出ヘッド等から安定して吐出されるようになり、長期わたって良好な画像が得られるようになった。
【0136】また、この発明における記録用インクにおいて、スターポリマーの他に環状多糖類を含有させると、インクの表面エネルギーや粘度等を大きく変化させることなく、十分な画像濃度を有する画像が得られるようになった。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013